第七章生物安全等级一二三实验室操作规范

第七章生物安全等級一、二、三實驗室操作規範壹、前言微生物與生物醫學實驗室是進行病原微生物檢驗、培養與研究之場所，為了避免實驗室工作人員與周遭人員受到感染，或讓病原擴散到社區環境，造成社區傳播，必須依據所操作之病原危險等級，訂定生物安全等級實驗室操作規範(或準則)，以確保安全。本教材內容，主要依照美國疾病管制中心(CentersforDiseaseControlandPrevention)出版之「BiosafetyinMicrobiologicalandBiomedicalLaboratories第四版」[1]，其次是世界衛生組織(WorldHealthOrganization)出版之「LaboratoryBiosafetyManual第二版修正版」[2]，行政院衛生署疾病制局出版之「生物安全第三等級實驗室安全規範第1.0版」[3]，行政院國家科學委員訂定之「基因重組實驗室守則」[4]。貳、生物安全原則一、生物安全等級(BiosafetyLevel)生物安全等級分為四級(BSL-1、BSL-2、BSL-3與BSL-4)，涵蓋實驗室操作及技術、安全設備和實驗室設施之組合。每一種組合係針對實驗操作，已知或可疑之病原傳染途徑及實驗室之功能或活動而設計。1.生物安全等級一：此等級之操作程序、安全設備及設施，適用於大學、專科、教學實驗室及其它研究設施等，用於操作不會引起健康成人疾病之微生物，如枯草桿菌及傳染性犬類肝炎病毒。許多病原，在平常情況下，與人類之疾病並無關連，然而這些伺機性病原卻可能感染兒童、老人、免疫缺乏或免疫功能被抑制之個體。疫苗株雖已在活體內進行多次繼代，但仍不可能因其為疫苗株而認為不具毒性。生物安全等級一代表最基本之團堵措施，主要靠標準微生物操作程序，無須特殊之初級或二級防護設施，但要設有用來洗手之水槽。2.生物安全等級二：此等級之操作程序、安全設備及設施，適用於臨床、診斷、教學和其它用於操作本土性、中度危險性病原之設施，此類病原存於社區內，會引起人類不同嚴重程度之疾病。若此類病原產生濺灑及氣霧之可能性低時，則可配合良好的微生物操作程序，在開放式實驗檯進行工作。歸屬於此類之代表性微生物是B型肝炎病毒、沙門氏桿菌和毒漿原蟲屬、體液或組織之工作。對於操作屬於這一類病原的工作人員，其主要危險在於意外穿刺、黏膜暴露或誤食傳染性材料。對被污染的針頭或尖銳的器具，應提高警覺。即使對那些在生物安全等級二例行操作不經氣霧傳染之病原，若有產生氣霧或濺灑之高度可能性之步驟，應在具初級圍堵設備、生物安全操作櫃或安全罩杯的裝置下操作。如有需要時，應使用其它初級防護設備，如防滴板、1面罩、實驗衣及手套。此等級實驗室必須設有二級防護設施，例如供洗手及廢棄物消毒之設備，以降低對環境可能造成之污染。3.生物安全等級三：此等級操作程序、安全設備及設施，適用於臨床、診斷、教學、研究或生產設施，操作可能藉呼吸道傳染且會引起嚴重甚至死亡疾病之本土或外來病原。歸屬於此級之代表性微生物是結核桿菌、聖路易腦炎病毒及浦氏立克次體，其主要危險在於自身接種、誤食及暴露於傳染性氣霧中。在生物安全等級三中更強調用初級及二級防護設施來保護鄰近區域之工作人員、社區及環境，使不受具潛在傳染性氣霧之感染。例如，所有實驗室操作應在生物安全操作櫃或其它密閉式設備中進行，如氣閉式氣霧產生室。屬於此等級之二級防護設施，包括管制實驗室之進出及能減低感染性霧滴外洩之特殊通風系統。4.生物安全等級四：此等級之操作程序、安全設備和設施，適用於可威脅生命且對個人具有高度危險性之本土及外來病原。這些病原可經由氣霧傳播且無疫苗或治療對策。另外，任何病原與歸屬此級之病原有相同或相近之抗原性都應在此等級下操作。當有足夠之資料時，此病原之工作可繼續在同等級或降一等級下操作。Marburg病毒或CongoCrimean出血熱病毒皆在生物安全等級四下操作。對在此生物安全等級下工作之人員，其主要危險是呼吸道暴露於感染性氣霧、黏膜暴露於傳染性小滴及自身接種感染。任何處理具潛在感染性檢體、病原分離株和自然或實驗感染之動物，都會增加實驗工作者、社區及環境暴露於該病原之高度危險性及受感染機率。實驗室工作者主要是依靠在III級之生物安全操作櫃下，或穿著覆蓋全身氣給式正壓工作服操作來達到完全隔離氣霧傳染性物質之效果。生物安全等級四之設施本身，一般是具有複雜特殊之通風裝置和廢棄物處理系統之獨立建築物或完全隔離區域，以防止活病原外洩於環境中。二、感染性微生物危險等級世界衛生組織(WorldHealthOrganization,WHO)所出版之「LaboratoryBiosafetyManual第二版修正版」，依據感染性微生物對個人與社區群體之危害程度、疾病嚴重程度與預防治療方法之有無，將感染性微生物分為四個危險群，其分類標準如表一，依據危險等級分類原則，在附錄A將各主要病原微生物之危險等級加以歸類。基本上，此四等級危險群微生物須在相對應等級之生物安全實驗室操作，然而在特定的條件下，某等級危險群微生物須在高一級或可在低一級生物安全實驗室操作，例如當操作大量或高濃度之危險等級二病原，可能就須在生物安全等級三的實驗室，而危險等級三之病原如SARS病毒檢驗，在適當防護下，則可在生物安全等級二實驗室操作。2表一、感染性微生物危險群分類第一級危險群(對個人和社區無危險性或極低度危險性)此微生物極不可能引發人類或動物疾病第二級危險群(對個人具中度危險性，對社區具低度危險性)此病原能引發人類或動物疾病，但極不可能對實驗室工作人員、社區、牲畜或環境造成嚴重危害。實驗室之暴露可能引發嚴重感染，但具有效治療與預防方法，同時感染散播危險性有限。第三級危險群(對個人具高度危險性，對社區具低度危險性)此病原通常引發人類或動物嚴重疾病，但通常不會造成個體到個體間的傳播。具有效治療與預防方法。第四級危險群(對個人與社區皆具高度危險性)此病原通常引發人類或動物嚴重疾病，且容易經由直接或間接方式由個體傳播至另一個體。通常缺乏有效治療與預防方法。三、圍堵措施(Containment)圍堵措施：在處理及保存傳染性病原之實驗室環境中，操作這些病原之安全方法。圍堵措施之目的是降低或避免實驗室工作人員、其它人員和外面環境暴露於潛在性之危險。四、初級與二級圍堵措施(PrimaryandSecondaryContainment)初級圍堵措施：藉純熟的微生物操作技術與使用適當的安全設備之方法，避免工作人員及實驗室環境暴露於病原。如注射疫苗可提升對人員的保護程度。二級圍堵措施：藉由結合實驗設施設計及操作程序，保護實驗室外的環境，免於暴露於傳染性物質。因此，圍堵措施之三大要素，即為實驗室操作程序及技巧、安全設備及實驗設施之設計。經由評估從事之某一特殊病原的工作危險程度，才能決定那些要素才是適當之組合。五、實驗室操作程序及技術(LaboratoryPracticeandTechnique)最重要的圍堵因素在於確實遵守標準微生物操作程序及技術。操作傳染性病原或感染性材料的人員，必須明瞭其潛在之危險性，且必須接受訓練，使之具有安全處理這些物質之純熟操作程序及技術。實驗室主管或負責人負有提供或安排工作人員接受訓練之責。每一實驗室必須建立或遴用一生物安全手冊或操作手冊，手冊中說明可能遭遇到的危險，並規劃特殊之操作程序及步驟，以期減少或去除危險。至於工作人員應被告知特殊的危險，並請其詳閱並遵循必要的操作程序及步驟。在處理傳3染性材料時，須經由受過訓練、瞭解適當的實驗室技巧、和安全步驟及危險性之科學家來導引實驗室之活動。當標準之實驗操作程序不足以控制特殊之病原或實驗步驟之危險性時，則須要採取額外之措施。實驗室主管須負責遴用額外之安全操作程序，以處理這些病原或操作步驟所帶來之危險性。實驗室工作人員、安全操作程序及技巧，可以和適當合宜之硬體設計、工程特性、安全設備和管理來相互配合。六、安全設備(初級防護設備)[SafetyEquipment(PrimaryBarriers)]安全設備係含生物安全操作櫃、密閉式容器和其它工程設計，以除去或減低暴露於危險性之生物材料。生物安全操作櫃用來提供圍堵因處理微生物過程中所產生之濺灑或氣霧之主要設備。有三種生物安全操作櫃(I、II、III級)使用於微生物實驗室；前開放式I級和II級生物安全操作櫃為主要之初級防護設備，配合良好之微生物操作技術，可提供實驗工作者和環境一個相當程度之保護。II級生物安全操作櫃尚能避免在櫃內操作之物質(如細胞培養及微生物菌種)受外界的污染。III級氣密式生物安全操作櫃則能提供工作人員和環境最高程度之保護。另一初級防護設備之例子是使用安全離心杯，它是一密閉式容器，設計用於防止離心時氣霧之外洩。為降低此類危險，施行圍堵措施，例如在操作會經由氣霧傳染之病原時，必須使用生物安全操作櫃或離心杯。安全設備也包括保護個人的物品，諸如手套、外套、長袍、鞋套、靴子、防毒罩、面罩、安全眼鏡或護目鏡。這些個人安全設備通常與生物安全操作櫃或其它可安全保存病原、動物或其它實驗材料的容器配合使用，在某些情況下，無法使用生物安全操作櫃時，這些個人防護設備就成為工作人員與傳染性材料之間的初級防護設備，這些情況包括一些動物實驗、動物屍體、病原生產製造及實驗設備的維修、保養。七、實驗室設計與建造(二級防護設施)[FacilityDesignandConstruction(SecondaryBarriers)]實驗室設計是很重要的，它必須提供一個防護機制來保護實驗室內或外的工作人員，並確保不慎從實驗室外洩之病原不會再感染社區內的人或動物。實驗室管理之職責在於提供與實驗室功能和處理病原之生物安全等級建議相稱的設備。二級防護設施將依不同病原之傳播危險性來做考量，例如對於大部份在I級與II級生物安全操作櫃下工作的人員來說，暴露之危險在於和病原直接接觸或不慎接觸到被污染之環境。此類實驗室之二級防護設施可包括，將實驗工作區和其它公用場所分離、消毒設備(如高溫高壓滅菌器)和洗手設備。當由氣霧傳播之危險性增高時，更高層次的初級圍堵措施及多重的二級防護設施是需要的，以防止這些傳染原散佈於外界環境中。此類的防護設計可包括4定向氣流之特殊的通風系統、能淨化空氣或除去病原的空氣處理系統、警示區之出入控制、實驗室入口設計成氣閥，或實驗室為獨棟之建築物或隔離之單位。實驗室的工程設計師，可依美國暖氣冰箱及空調工程師學會所出版之暖氣、通風及空調之應用手冊來設計特殊之通風設施。八、臨床實驗室(ClinicalLaboratories)尤其是醫療機構之臨床實驗室，其接受臨床檢體，提供必要的各項診斷及臨床支援服務。一般而言，這些檢體的感染特性都是未知，且要求做多種病原的各項微生物檢驗(如要求做痰檢體的例行性、抗酸性及微菌培養)。實驗室主管須負責建立實驗室的標準步驟，以反應臨床檢體所具有的傳染性危險問題。除了特殊的情況(如疑似出血性熱)外，臨床檢體的初步處理及分離物之鑑定，可在生物安全等級二之實驗室安全操作。血媒病原如B型肝炎病毒及人類免疫缺乏病毒，亦是在生物安全等級二下操作。生物安全等級二規定，強調防止皮下及黏膜暴露於感染性檢體，當進行可能會引起濺灑或撒撥液滴之步驟時，應使用如生物安全操作櫃(I級或II級)之初級防護設備。初步處理之檢體時，當病原為容易經由氣霧感染者(如結核桿菌)，則應使用生物安全操作櫃。生物安全操作櫃(II級)亦使用於保護檢體之完整性。實驗室主管之責任是區分臨床實驗室之功能及管制該地區人員之出入。另外亦應建立標準及書面之程序步驟。清楚記載潛在性危險及應注意事項。5參、生物實驗室物安全等級操作規範傳染性病原生物安全等級(BiosafetyLevel)是依照對工作人員、環境及社區的防護程度來制定，區分四個等級，即生物安全等級一、二、三與四；生物安全等級摘要於表二。生物安全等級一、二和三實驗室操作規範，詳列於下；行政院衛生署疾病管制局編製之生物安全第三等級實驗室操作規範，見附錄B。一、生物安全等級一(BSL-1)「生物安全等級一」適用於操作已知不會使健康人致病，對實驗室工作人員及環境，具最